一文講透 Java 中的反射
什么是反射
反射是 Java 中的一個(gè)特性，它允許程序在運(yùn)行時(shí)獲取自身的信息，并動(dòng)態(tài)地操作類或?qū)ο蟮膶傩浴⒎椒ê蜆?gòu)造函數(shù)。通過(guò)反射，我們可以在事先不知道確切類名的情況下實(shí)例化對(duì)象、調(diào)用方法和設(shè)置屬性。
反射機(jī)制的核心是Class對(duì)象，它代表一個(gè)類。Java 虛擬機(jī)（JVM）在加載類時(shí)會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建這個(gè)Class對(duì)象。
JVM 如何創(chuàng)建一個(gè)類
當(dāng)我們編寫一個(gè)類并進(jìn)行編譯時(shí)，編譯器會(huì)將其轉(zhuǎn)換為存儲(chǔ)在.class文件中的字節(jié)碼。在類加載過(guò)程中，JVM 使用ClassLoader讀取.class文件，將字節(jié)碼加載到內(nèi)存中，并根據(jù)這些信息創(chuàng)建相應(yīng)的Class對(duì)象。由于每個(gè)類在 JVM 中只加載一次，所以每個(gè)類都對(duì)應(yīng)一個(gè)唯一的Class對(duì)象。
示例：
public class User extends People {
public String name;
private int age;
private static int staticFiled = 10;
private final String sex;
protected String protectedFiled;
static {
System.out.println("靜態(tài)方法執(zhí)行");
}
public User(String name, String sex) {
this.name = name;
this.sex = sex;
}
private void privateMethod() {
System.out.println("我是私有方法");
}
public void publicMethod() {
System.out.println("我是公共方法");
}
}
public class People {
public String publicFiled;
private String privateFiled;
}獲取Class對(duì)象的三種方式
(1) 第一種方法通過(guò)類名使用.class獲取類對(duì)象。這是在編譯時(shí)完成的，所以明確指定了類型User，不會(huì)導(dǎo)致任何錯(cuò)誤。使用這種方法獲取對(duì)象不會(huì)觸發(fā)類初始化；只有在訪問(wèn)類的靜態(tài)成員或?qū)嵗龝r(shí)才會(huì)進(jìn)行初始化。
Class<User> userClass = User.class;實(shí)例化一個(gè)對(duì)象：
User userInstance = userClass.getDeclaredConstructor(String.class, String.class).newInstance("張三", "男");(2) 第二種方法通過(guò)對(duì)象的getClass()方法獲取類對(duì)象。這種方法適用于從已實(shí)例化的類對(duì)象中獲取類對(duì)象。請(qǐng)注意，類型不是User，而是通配符?，因?yàn)镃lass對(duì)象是從User的實(shí)例中獲取的，實(shí)例的具體類型只能在運(yùn)行時(shí)確定，而不是在編譯時(shí)。
User user = new User("張三", "男");
Class<?> userClass = user.getClass();實(shí)例化一個(gè)對(duì)象：
Constructor<?> constructor = userClass.getConstructor(String.class, String.class);
User userInstance = (User) constructor.newInstance("張三", "男");(3) 第三種方法使用靜態(tài)方法Class.forName()通過(guò)全路徑獲取類對(duì)象。由于類型只能在運(yùn)行時(shí)知道，所以類型是通配符?。通過(guò)這種方法獲取類對(duì)象將立即觸發(fā)類初始化。
Class<?> userClass = Class.forName("org.example.reflect.entity.User");創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例：
Constructor<?> constructor = userClass.getDeclaredConstructor(String.class, String.class);
User userInstance = (User) constructor.newInstance("張三", "男");在 Java 中訪問(wèn)對(duì)象字段
獲取所有公共字段要獲取所有公共字段，包括從父類繼承的字段，使用getFields()：
Field[] fields = user.getFields();
for (Field field : fields) {
System.out.println(field);
}輸出：
public java.lang.String org.example.reflect.entity.User.name
public java.lang.String org.example.reflect.entity.People.publicField(2) 獲取所有聲明的字段要獲取類中所有聲明的字段，無(wú)論其訪問(wèn)級(jí)別如何，使用getDeclaredFields()。這不包括從超類繼承的字段：
Field[] fields = user.getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
System.out.println(field);
}輸出：
public java.lang.String org.example.reflect.entity.User.name
private int org.example.reflect.entity.User.age
private final java.lang.String org.example.reflect.entity.User.sex
protected java.lang.String org.example.reflect.entity.User.protectedField(3) 獲取超類中的字段要獲取超類中的字段，使用getSuperclass()：
Field[] fields = user.getSuperclass().getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
System.out.println(field);
}輸出：
public java.lang.String org.example.reflect.entity.People.publicField
private java.lang.String org.example.reflect.entity.People.privateField(4) 獲取特定字段要通過(guò)名稱獲取特定公共字段，使用getField(String name)。對(duì)于任何特定字段，無(wú)論其訪問(wèn)級(jí)別如何，使用getDeclaredField(String name)。
(5) 處理不存在的字段嘗試訪問(wèn)不存在的字段不會(huì)產(chǎn)生編譯時(shí)錯(cuò)誤，但會(huì)在運(yùn)行時(shí)拋出異常：
try {
Field nonExistentField = user.getDeclaredField("nonExistentField");
} catch (NoSuchFieldException e) {
e.printStackTrace();
}輸出：
java.lang.NoSuchFieldException: nonExistentField(6) 設(shè)置字段值要設(shè)置私有靜態(tài)字段的值，首先使其可訪問(wèn)：
Class<?> userClass = Class.forName("org.example.reflect.entity.User");
Field staticField = userClass.getDeclaredField("staticField");
staticField.setAccessible(true);
System.out.println(staticField.get(null));如果字段是final的，仍然可以修改它：
Field field = userClass.getDeclaredField("sex");
field.setAccessible(true);
field.set(obj, "女生");
System.out.println(field.get(obj));輸出：
女生訪問(wèn)方法
訪問(wèn)方法與訪問(wèn)字段類似：
- getMethods()檢索類及其超類中的所有公共方法。
- getDeclaredMethods()檢索類中所有聲明的方法，無(wú)論訪問(wèn)級(jí)別如何。
- getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)按名稱和參數(shù)類型檢索特定公共方法。
- getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)按名稱和參數(shù)類型檢索特定聲明的方法，無(wú)論訪問(wèn)級(jí)別如何。
總結(jié)
從上面的示例中可以看出，以Declared為前綴的方法（如getDeclaredField）用于檢索所有字段或方法，無(wú)論其訪問(wèn)級(jí)別如何。相比之下，沒有Declared的方法（如getField）僅檢索公共字段或方法。
反射允許繞過(guò)訪問(wèn)控制檢查。用private或final修飾的字段和方法可以被訪問(wèn)和修改，這破壞了封裝性。因此，應(yīng)該謹(jǐn)慎使用。
